Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Czy można wytworzyć jeszcze cięższe pierwiastki?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed około 13 200 laty na północnym wschodzie stanu Indiana samotny mastodont zginął podczas walki o samice. Rywal zabił go przebijając swoim potężnym ciosem prawą stronę czaszki. Zachowany w 80% szkielet Bueschinga, bo tak został nazwany zabity, odkryto w 1998 roku w torfowisku w pobliżu Fort Wayne. Teraz, dzięki analizie ciosów wiemy, że 8-tonowy mastodont poniósł śmierć około 160 kilometrów na północ od swoich rodzinnych terenów. I opuszczał je nie po raz pierwszy.
To unikatowe badania, podczas których jako pierwsi pokazaliśmy doroczną lądową migrację konkretnego osobnika z wymarłego gatunku, mówi jeden ze współautorów, paleoekolog Joshua Miller z University of Cincinnati.
Północno-wschodnia Indiana była ulubionym terenem godowym Bueschinga, który przybywał tam przez ostatnie 3 lata swojego życia. Byk wędrował też po obszarach południowego i środkowego Michigan. Dzięki nowym technikom modelowania i narzędziom geochemicznym byliśmy w stanie wykazać, że wielkie mastodonty jak Buesching migrowały każdego roku na tereny godowe, dodaje Miller.
Współautor obecnych badań, paleontolog profesor Daniel Fisher z University of Michigan, brał przed 24 laty w wydobywaniu szkieletu Bueschinga. To on pobrał próbkę z 3-metrowego prawego ciosu zwierzęcia. Próbka ta została wykorzystana do przeprowadzenia analiz izotopowych. Pozwoliła ona na zbadanie dwóch kluczowych okresów życia mastodonta, wieku dojrzewania i ostatnich lat dorosłości. Dzięki niej wiemy, że Buesching zginął w wieku 34 lat. W tym ciosie mamy zapis całego życia, mówi Fisher, który od 40 lat specjalizuje się w badaniach mastodontów i mamutów. Wzrost i rozwój zwierzęcia, podobnie jak historia zmian zachowania i użytkowania terenu są zapisane w strukturze i składzie ciosów.
Rodzime tereny Bueschinga znajdowały się prawdopodobnie w centralnej Indianie. Podobnie jak dzisiejsze słonie, młody samiec pozostawał w pobliżu domu do czasu, aż w okresie dojrzewania oddzielił się od stada, na czele którego stała samica. Jako samotny dorosły Buesching podróżował dalej i częściej. Z badań wynika, że w ciągu miesiąca mógł oddalać się od swojego rodzimego terenu o 30 kilometrów. Gdy zaś rozpoczynało się lato, wędrował daleko na północ, do północno-wschodniej Indiany, gdzie prawdopodobnie znajdowały się tereny godowe. Za każdym razem, gdy robiło się gorąco, Buesching szedł w to samo miejsce. Mamy tutaj niespodziewanie wyraźny sygnał tych wędrówek, cieszy się Miller.
Dotychczas mogliśmy się domyślać, że w surowym klimacie plejstocenu zmiany pór roku i związane z nimi sezonowe zachowania, jak migracje, były prawdopodobnie podstawą sukcesu reprodukcyjnego wielkich ssaków. Jednak niewiele wiemy o tym, jak wyglądały zasięgi geograficzne tych migracji, jak zmieniały się wraz z sezonami czy osiągnięciem dojrzałości przez zwierzęta. Teraz analizy stosunków izotopu strontu i tlenu w ciosach rzucają nowe światło na migracje paleolitu.
Mastodonty, podobnie jak mamuty i słonie, należą do trąbowców. Zwierzęta te posiadają wyrastające z czaszki ciosy. Każdego roku na ciosach pojawia się nowa warstwa wzrostu, nakładająca się na poprzednią, tworząc naprzemienny jaśniejszy i ciemniejszy wzór. Ten wzrost ciosów można porównać do słojów w drewnie. Z tą różnicą, że w przypadku drzewa nowa warstwa tworzy się pod korą, zatem po zewnętrznej stronie pnia, a u trąbowców nowe warstwy pojawiają się od strony czaszki. Zatem w pobliżu czubka ciosu mamy zapis pierwszych lat życia zwierzęcia, a przy czaszce – lat ostatnich.
Mastodonty były roślinożercami. Gdy rosły, związki chemiczne z pożywienia i wody były wbudowywane w ich tkanki, w tym w ciosy. Izotopy strontu i tlenu zawarte w poszczególnych warstwach wzrostu ciosów pozwoliły na opisanie podróży Bueschinga w latach dojrzewania i dorosłości. Naukowcy pobrali i przeanalizowali 36 próbek z okresu dojrzewania, czyli z czasu gdy samiec opuszczał swoje stado i rozpoczynał samotne życie. Kolejnych 30 próbek pobrano z ostatniego okresu życia.
Izotopy strontu wskazują na obszar, w którym zwierzę przebywało, a izotopy tlenu na porę roku. A jako że pobrano je z tych samych warstw ciosu, naukowcy mogli dokładnie określić, gdzie Buesching przebywał w konkretnej porze każdego roku i ile miał lat, w chwili odbywania każdej z podróży. Tak zebrane dane nałożono na specjalny model przestrzenny, który pozwolił naukowcom na określenie, jak daleko Buesching się przemieszczał i jakie było prawdopodobieństwo, że przebywał w różnych możliwych lokalizacjach w danym czasie.
Geochemia izotopów strontu to narzędzie przyszłości w paleontologii, archeologii, ekologii historycznej, a nawet w biologii śledczej. To kwitnąca dziedzina nauki. My ledwie dotknęliśmy możliwości, jakie ona daje, mówi Miller. Uczeni mają teraz zamiar przeprowadzić podobne badania na innym mastodoncie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Fizycy teoretycy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych i Uniwersytetu Zielonogórskiego wyznaczyli i podali niezwykle istotne parametry dla ponad 1300 jąder, w tym dla jąder pierwiastków superciężkich, które do tej pory nie zostały wytworzone w laboratoriach. Wyniki te zostały właśnie opublikowane w podstawowym czasopiśmie referencyjnym fizyki jądrowej Atomic Data and Nuclear Data Tables.
Naukowcy w wielu ośrodkach na świecie nie ustają w dążeniach do wytworzenia i zbadania nowych pierwiastków oraz ich izotopów. Ten międzynarodowy wyścig ma na celu przede wszystkim poznanie nadal tajemniczych sił wiążących jądra atomowe. Badania koncentrują się równolegle na pracach eksperymentalnych wykorzystujących potężne akceleratory i detektory oraz na pracach teoretycznych, mających wskazać najbardziej obiecujące drogi poszukiwań i zaproponować modele, które będzie można potwierdzić lub odrzucić po konfrontacji z doświadczeniem. Polscy naukowcy od kilkudziesięciu lat specjalizują się właśnie w tego typu badaniach teoretycznych, stanowiąc światową czołówkę, czego dobitnym potwierdzeniem jest zaprezentowana właśnie niezwykle obszerna i kompletna praca.
Trzech polskich uczonych - dr Piotr Jachimowicz z Uniwersytetu Zielonogórskiego oraz Michał Kowal i Janusz Skalski profesorowie w Narodowym Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) - oszacowało kluczowe parametry dla 1305 jąder ciężkich i superciężkich w zakresie liczby atomowej Z od 98 do 126 (a więc także dla pierwiastków jeszcze nieodkrytych) i dla liczby neutronów N od 134 do 192.
Do naszych obliczeń wykorzystaliśmy wielowymiarowy mikroskopowo-makroskopowy model pozwalający wyznaczyć energię wiązania jąder atomowych - tłumaczy dr Piotr Jachimowicz z UZ. Dla stanów podstawowych oraz tzw. punktów siodłowych wyznaczyliśmy takie parametry, jak: masy jądrowe, energie makroskopowe, poprawki powłokowe i deformacje jądrowe – czyli kształty, jakie przybierają jądra w stanie podstawowym, jak i w punkcie siodłowym. Z nich wyprowadziliśmy energie rozpadu alfa pomiędzy stanami podstawowymi, energie separacji jednego i dwóch nukleonów oraz statyczne, adiabatyczne wysokości barier rozszczepieniowych.
Systematyczne rachunki dla jąder nieparzystych, szczególnie ich barier rozszczepieniowych, są bardzo rzadkie - nasza praca wypełnia tę lukę – dodaje dr hab. Michał Kowal, Kierownik Zakładu Fizyki Teoretycznej NCBJ. W przypadku układów z nieparzystą liczbą protonów, neutronów lub obu używaliśmy standardowej metody BCS z blokowaniem. Kształty i energie w stanie podstawowym mogliśmy znaleźć poprzez minimalizację siedmiu odkształceń osiowo-symetrycznych. Poszukiwania punktów siodłowych przeprowadziliśmy metodą tzw. "zatapiania" w trzech kolejnych etapach, stosując wielowymiarowe przestrzenie deformacji, co wiązało się z potrzebą generowania gigantycznych sieci symulujących różne jądrowe kształty. W tym celu zaprzęgliśmy do obliczeń nasz superkomputer w Centrum Informatycznym w Świerku.
Część wyników uzyskanych przez badaczy dotyczy parametrów już poznanych w eksperymencie i bardzo dobrze się z tymi danymi zgadza. Stanowi to potwierdzenie poprawności przeprowadzonej analizy i pozwala wierzyć, że wyznaczone wartości nieznanych dotąd parametrów są wiarygodne.
Uczeni podkreślają, że udało im się stworzyć jeden z najbardziej kompletnych zestawów danych dostępnych "na rynku", niezbędny do analiz przekrojów czynnych, czyli prawdopodobieństw wytwarzania jąder superciężkich w poszczególnych kanałach syntezy. Dokładność odtwarzania mas i innych wielkości wyznaczonych w analizowanym przez nas obszarze jest jedną z najlepszych pośród istniejących oszacowań - dodaje dr hab. Janusz Skalski. Wykorzystanie przez nas pięcio- i siedmiowymiarowych przestrzeni deformacji stanowi znaczący postęp w stosunku do innych obliczeń wykonywanych do tej pory. Przeprowadzona przez nas analiza jest też jedną z niewielu, które uwzględniają jądra nieparzyste, zwykle pomijane ze względu na trudności związane z traktowaniem nieparzystego nukleonu.
Otrzymane wyniki nieprzypadkowo trafią do annałów Atomic Data and Nuclear Data Tables. Ich znaczenie nie ogranicza się bowiem tylko do eksperymentów mających na celu wytworzenie nowych nuklidów. Wyznaczyliśmy parametry, których znajomość może mieć istotne znaczenie także i dla innych obszarów badań - wyjaśnia dr hab. Michał Kowal. Między innymi wyznaczyliśmy własności dla jąder z grupy aktynowców, ważne z punktu widzenia fizyki reaktorowej. Wyznaczone i podane w pracy parametry mogą zostać wykorzystane w analizach astrofizycznych i przewidywaniach dotyczących nukleosyntezy na poszczególnych etapach ewolucji wszechświata.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Tonąca padlina ryb żyjących w wodach przy powierzchni transportuje toksyczną rtęć do najbardziej odległych i niedostępnych części oceanów, w tym do Rowu Mariańskiego.
Większość tej rtęci zaczyna swoją długą podróż do rowów oceanicznych jako zanieczyszczenie atmosferyczne z elektrowni węglowych, górnictwa czy fabryk cementu.
To 2 podstawowe wnioski, wysnute przez zespół, którego pracami kierował Joel Blum z Uniwersytetu Michigan. Autorzy publikacji z pisma PNAS analizowali izotopowy skład rtęci z ryb (dennikowatych) i skorupiaków (obunogów) z dwóch rowów oceanicznych: Rowu Mariańskiego i Kermadec.
Rtęć, która jak sądzimy, była kiedyś w stratosferze, znajduje się teraz w najgłębszych rowach oceanicznych na Ziemi - podkreśla Blum.
Wcześniej wiele osób uważało, że antropogeniczna rtęć jest ograniczona głównie do 1000 m pod powierzchnią oceanów. My jednak odkryliśmy, że choć część rtęci w rowach oceanicznych ma pochodzenie naturalne, to większość wiąże się z ludzką działalnością.
Na czerwcowej konferencji ekipa Bluma i grupa Ruoyu Suna z Tianjin University niezależnie doniosły o wykryciu antropogenicznej rtęci w organizmach z rowów oceanicznych.
Chińczycy (ich wyniki ukazały się 7 lipca w Nature Communications) doszli do wniosku, że rtęć dostaje się do rowów oceanicznych z mikroskopijnymi fragmentami tonącej materii organicznej, nieustannie opadającymi z położonych wyżej warstw wody.
W artykule z PNAS Blum i inni sugerują jednak, że większość rtęci dostaje się do rowów z padliną ryb żerujących w wyższych warstwach oceanu.
Czemu ma znaczenie, czy rtęć z rowów pochodzi z tonącej padliny ryb, czy z deszczu detrytusu? Ponieważ naukowcy i ustawodawcy chcą wiedzieć, jak globalne zmiany w emisji rtęci wpłyną na jej poziom w organizmach morskich. Mimo że w ostatnich latach emisje w Ameryce Północnej i Europie uległy obniżeniu, Chiny oraz Indie rozszerzają wykorzystanie węgla, przez co emisje w skali globalnej rosną.
Próbując określić wpływ na organizmy morskie, naukowcy polegają na modelach globalnych. Dopracowanie tych modeli wymaga jak najdokładniejszego określenia obiegu rtęci w oceanach, a także między oceanem a atmosferą.
Owszem, jemy ryby schwytane w płytszych wodach, a nie w rowach oceanicznych. Aby jednak modelować przyszłe zmiany w wodach blisko powierzchni, musimy określić obieg rtęci w całym oceanie - wyjaśnia Blum.
Naukowcy przypominają, że każdego roku w wyniku ludzkiej aktywności do atmosfery dostaje się sporo rtęci (> 2000 t). Bywa, że pokonuje ona wiele kilometrów, nim osiądzie na ziemi lub na powierzchni wody. Mikroorganizmy mogą ją biotransformować do metylortęci (MeHg), która akumuluje się w rybach, osiągając poziomy toksyczne dla ludzi i innych stworzeń.
Naukowcy przypominają o neurotoksycznym działaniu MeHg. Wg autorów publikacji "Ryby i owoce morza jako źródło narażenia człowieka na metylortęć" [PDF], metylortęć łatwo przenika przez barierę krew-mózg oraz krew-łożysko. Przechodzi także do mleka matek, przyczyniając się do narażenia niemowląt, które mogą kumulować rtęć w krwinkach i mózgu. Powoduje to uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego. Mózg rozwijającego się płodu jest najbardziej wrażliwy na toksyczne działanie metylortęci.
W ramach swoich badań Blum i inni analizowali skład izotopowy metylortęci z tkanek dennikowatych i obunogów, schwytanych na głębokości do 10.250 m w Rowie Mariańskim i do 10.000 m w Rowie Kermadec.
Zważywszy na głębokość rowów i ciśnienie, trudno zdobyć te próbki. Rowy oceaniczne należą do najsłabiej zbadanych ekosystemów, a dennikowate z Rowu Mariańskiego odkryto dopiero w 2014 r.
Akademicy przypominają, że rtęć ma siedem stabilnych (nieradioaktywnych) izotopów. Stosunek różnych izotopów daje unikatową chemiczną sygnaturę, którą można wykorzystać jako narzędzie diagnostyczne do porównywania próbek z poszczególnych lokalizacji.
Stosując różne techniki (wiele z nich powstało w laboratorium Bluma), naukowcy wykazali, że rtęć z obunogów i dennikowatych z rowów miała sygnaturę pasującą do rtęci z żerujących na głębokości ok. 500 m ryb ze środkowego Pacyfiku. Ryby te były analizowane przez zespół Bluma w ramach wcześniejszego badania.
Jednocześnie Amerykanie zauważyli, że izotopowy skład rtęci z tonących drobinek detrytusu nie pasował do sygnatury organizmów z rowów.
Naukowcy wyciągnęli więc wniosek, że rtęć z organizmów z rowów została przetransportowana z padliną ryb żerujących w oświetlonej warstwie wody blisko powierzchni (tam zaś większość rtęci pochodzi ze źródeł antropogenicznych).
Badaliśmy organizmy z rowów, ponieważ żyją one w najgłębszych i najodleglejszych zakątkach Ziemi i oczekiwaliśmy, że tamtejsza rtęć będzie niemal wyłącznie pochodzenia geologicznego - z głębinowych źródeł wulkanicznych. Tymczasem, ku naszemu zdziwieniu, znaleźliśmy dowody wskazujące, że rtęć w organizmach z rowów pochodzi z warstwy fotycznej oceanu.
Antropogeniczna rtęć trafia do oceanu w postaci opadu, depozycji suchej (kurzu naniesionego przez wiatr), a także spływu z rzek.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.